JP5308136B2 - 工作機械の制御方法及び工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の制御方法及び工作機械に関する。

加工工具（以下、カッタという）が加工対象物（以下、ワークという）の中心軸方向に往復運動を行い、その往路でワークを加工し、復路ではカッタがワークに対し離間するようなカッタ往復機構を備えた工作機械として、歯車形削り盤がある。このような歯車形削り盤の一例が下記特許文献１，２に開示されている。

図７は、従来の歯車形削り盤におけるワーク加工時の様子を示した模式図である。
図７に示すように、例えば、下記特許文献１に開示されるような歯車形削り盤では、主軸１２に取り付けたカッタ１３を上下方向（図７中矢印Ｌ１）に往復運動させながら、ワーク５０を取り付けて加工を行う台であるテーブル（図示省略）に設置されたワーク５０と共に回転運動を与え、形削りによる歯切りを行っている。

カッタ１３は、上昇端付近（図７中［ａ］）では、垂直な状態となっている。この状態のまま、カッタ１３が真っ直ぐ下降し、下降中にワーク５０の加工を行う（図７中［ａ］〜［ｃ］）。下降端付近でカッタ１３は、ワーク５０に対し矢印Ｌ２方向に逃げ量（リリービング量）の分だけ離間（リリービング）Ｒし、戻り中（図７中［ｄ］）の状態となる。

次に、カッタ１３が［ｄ］の状態のまま、上昇する。上昇端付近でカッタ１３は、ワーク５０に対しリリービング量の分だけ接近し、垂直な状態（図７中［ａ］）となる。そして、カッタ１３は、再び下降する。これらの動作を繰り返すことでカッタ１３は、上下に往復運動を行いながらワーク５０に加工を行っている。

ここで、リリービング時のカッタのリリービング方向について説明する。
図８は、リリービング時のカッタのリリービング方向を示した模式図である。
図８に示すように、カッタ１３の側面には切れ刃１３ａが形成されている。切れ刃１３ａの刃先は刃先円１３ｂ上に位置し、切れ刃１３ａの刃元は歯元円１３ｃ上に位置している。
図９は、カッタにより内歯歯車が形成される様子を示した模式図である。
図９に示すように、カッタ１３により、ワーク５０の内面には歯５０ａが形成される。なお、ワーク５０の破線で示す部分はこれから削り取られる部分５０ｄである。

図８に示すように、形成された歯５０ａの歯先は歯先円５０ｂ上に位置し、歯５０ａの歯元は歯元円５０ｃ上に位置する。そして、リリービングＲ時には、カッタ１３は、カッタ１３の中心Ｏ₂とワーク５０の中心Ｏ₁とを結ぶ方向にリリービングＲする。すなわち、カッタ１３の中心Ｏ₂からワーク５０の中心Ｏ₁を向く方向がリリービング方向Ｒｄとなる。

しかし、上述した従来の歯車形削り盤においては、加工する内歯歯車のワーク諸元やカッタ諸元や加工条件等によっては、カッタ１３のリリービングＲ時にカッタ１３と加工途上にあるワーク５０とが干渉（以下、リリービング干渉という）を起こす場合があった。

ここで、リリービング干渉について説明する。
図１０は、リリービング干渉の様子を示した模式図である。
図１０に示すように、加工途上のワーク５０には、今回削り取られた部分５０ｅとワーク５０の１回転前に削り取られた部分５０ｆがある。そして、図１０中に２点差線で示すリリービングＲ時のカッタ１３において、例えば、図１０中にＩで示す部分において、ワーク５０の１回転前に削り取られた部分５０ｆとカッタ１３とが干渉を起こす場合がある。

なお、図１０中においては、理解のためリリービング干渉部分Ｉについて端的に例示しているが、実際には取代、切削速度、送り速度などの加工条件に応じ、図１０中のカッタ１３とワーク５０の極狭い範囲の複数箇所でリリービング干渉が発生する。そして加工時のカッタ１３の回転方向Ｃ２とワーク５０の回転方向Ｃ１が図示の向きであるならば干渉は図の下半分で発生せず、上半分で発生する。

特開平１０−１０９２２３号公報 特開２００４−１５４９２１号公報

上述したリリービング干渉を回避するためには、図１０に示すリリービング方向Ｒｄを、図１０に示すワーク５０とカッタ１３とが干渉することを回避することができる目標とするリリービングＲｔの方向に向きを変える必要がある。そこで、リリービング方向Ｒｄを目標とするリリービングＲｔの方向に向きを変える方法として、図１０中にＹで示す方向にカッタ１３とワーク５０の相対位置を静的にオフセットさせる方法が知られている。

図１１は従来のリリービング方向Ｒｄを目標とするリリービングＲｔの方向に向きを変える方法を示した模式図である。
図１１（ａ）に示すリリービング方向Ｒｄをそのまま維持しながら、図１１（ｂ）に示すように、カッタ１３の中心Ｏ₂とワーク５０の中心Ｏ₁を図１０中Ｙ方向にずらすと、もともとリリービング方向Ｒｄに一致していた工作機械の仮想中心線がＯ₂Ｏ₁ベクトルに向くこととなり、リリービング方向Ｒｄが仮想中心線から相対的に傾くこととなる。これにより、リリービング方向Ｒｄを目標とするリリービングＲｔの方向に向きを変えることができる。

しかしながら、上述した従来のリリービング方向Ｒｄを目標とするリリービングＲｔの方向に向きを変える方法では、図１０中Ｙ方向にカッタ１３とワーク５０とをオフセットさせることが可能な機構（例えば、上記特許文献１参照）を付加する必要があり、機械構成が複雑となって、コストアップを招いてしまうという問題がある。

以上のことから本発明は、カッタとワークとをオフセットさせる機構を用いることなく、リリービング干渉を回避することができる工作機械の制御方法及び工作機械を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する第１の発明に係る工作機械の制御方法は、加工対象物であるワークと、該ワークを加工するカッタとを共に回転させながら、前記カッタを該カッタの回転軸に平行な方向に動作させて前記ワークを加工する加工工程と、該加工工程終了後に前記カッタを再度加工開始位置まで戻す戻り工程とを繰り返すことにより前記ワークを加工する工作機械において、前記加工工程の終了時に、前記ワークから前記カッタを離間するリリービングを行い、該リリービングを行う際に、前記カッタが前記ワークから回転方向において離間するようオフセット制御を行うことを特徴とする。

上記の課題を解決する第２の発明に係る工作機械の制御方法は、第１の発明に係る工作機械の制御方法において、前記リリービングと共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向を制御することを特徴とする。

上記の課題を解決する第３の発明に係る工作機械の制御方法は、第１の発明に係る工作機械の制御方法において、前記リリービングの量を調整すると共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向と大きさを制御することを特徴とする。

上記の課題を解決する第４の発明に係る工作機械は、加工対象物であるワークを回転させるワーク回転手段と、前記ワークを加工するカッタを回転させるカッタ回転手段と、前記カッタを該カッタの回転軸に平行な方向に動作させるカッタ往復動作手段と、前記カッタを前記ワークから離間させるリリービング手段と、前記ワーク回転手段、前記カッタ回転手段、前記カッタ往復動作手段及び前記リリービング手段を制御する制御手段とを備える工作機械において、前記制御手段は、ワークと、該ワークを加工するカッタとを共に回転させながら、前記カッタを該カッタの回転軸に平行な方向に動作させて前記ワークを加工する加工工程と、該加工工程終了後に前記カッタを再度加工開始位置まで戻す戻り工程とを繰り返すことにより前記ワークを加工するよう制御し、前記加工工程の終了時に、前記ワークから前記カッタを離間するリリービングを行うよう制御し、該リリービングの際に、前記カッタが前記ワークから回転方向において離間するようオフセット制御を行うことを特徴とする。

上記の課題を解決する第５の発明に係る工作機械は、第４の発明に係る工作機械において、前記制御手段は、前記リリービングと共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向を制御することを特徴とする。

上記の課題を解決する第６の発明に係る工作機械は、第４の発明に係る工作機械において、前記制御手段は、前記リリービングの量を調整すると共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向と大きさを制御することを特徴とする。

本発明によれば、カッタとワークとをオフセットさせる機構を用いることなく、リリービング干渉を回避することができる工作機械の制御方法及び工作機械を提供することができる。

以下、本発明に係る工作機械の制御方法及び工作機械の実施例について、図面を参照しながら説明する。

はじめに、本発明の第１の実施例に係る工作機械の構造について説明する。
図４は本発明の第１の実施例に係る工作機械の要部の模式図、図５は本発明の第１の実施例に係る工作機械の要部の断面図である。
図４，５に示すように、本実施例に係る工作機械においては、カッタヘッド１０が図示しない工作機械本体に支点１１を介して、図４，５中左右方向へ動作可能に支持されている。

カッタヘッド１０内には図４，５中鉛直方向に主軸１２が設置されている。主軸１２にはギヤ１４が取り付けられており、主軸１２はギヤ１４内を垂直方向に摺動は可能であるが回転方向においてはギヤ１４と一体となって回転する構造となっており、主軸１２はギヤ１４の回転に伴って回転する。

ギヤ１４はギヤ４２を介して主軸駆動用モータ４１により駆動されている。主軸駆動用モータ４１には、サーボモータを使用するのが望ましい。主軸駆動用モータ４１にサーボモータを使用することで高速・高精度にてカッタ１３の回転角度の制御が可能となる。主軸１２の下端部にはカッタ１３が取り付けられており、カッタ１３はＣ２方向に回転する。

カッタヘッド１０の上方部には、クランク軸１９、カム軸２５及び偏心軸２９がそれぞれ機械本体に軸の中心に回転可能に設置されている。クランク軸１９には、クランク面板部２０が取り付けられている。クランク面板部２０は、クランク軸１９の回転により、クランク面板部２０の中心２０Ａを中心に回転する。

クランク面板部２０には、ボールネジ２２を介してスライド部１７がクランク面板部２０の表面を移動可能に設置されている。スライド部１７には、クランクアーム１５の端部がピン１８により取り付けられ、クランクアーム１５は、ピン１８を中心に揺動可能になっている。

また、クランク面板部の中心２０Ａとピン１８の中心とは、偏心を持つように取り付けられている。ボールネジ２２を調節することでスライド部１７がクランク面板部２０に対し移動することで、クランク面板部の中心２０Ａとピン１８の中心との偏心量が調整可能となる。クランク面板部の中心２０Ａとピン１８の中心との偏心量は、主軸１２の上下往復運動の長さに関係し、偏心量が大きいほど主軸１２の上下往復運動の長さは長くなる。クランクアーム１５の他端部は球面軸受１６を介して主軸１２の上端部に取り付けられている。

また、クランク軸１９には、ギヤ２３，２４により主軸往復運動用モータ３５が連結されている。主軸往復運動用モータ３５には、サーボモータを使用するのが望ましい。主軸往復運動用モータ３５にサーボモータを使用することで高速・高精度にてクランク軸１９の制御が可能となる。

カム軸２５には、ギヤ３７，３８によりカム軸駆動用モータ３６が連結されている。カム軸駆動用モータ３６には、サーボモータを使用するのが望ましい。カム軸駆動用モータ３６にサーボモータを使用することで高速・高精度にてカム軸２５の回転角度の制御が可能となり、また主軸往復運動用モータ３５と同期制御が可能となる。

また、カム軸２５には、カム２６が取り付けられている。カム軸２５の回転に伴い、カム２６も回転する。カム２６は、２枚のカムが位相（角度）をずらして重なった又は一体化した構成とされている。それらの２枚のカムは、その形状が周方向にカムの半径が変化している通常のカムである。カム２６は、カッタ１３のワークに対する後退量及び前進量を、カム軸２５の回転角度に応じて変化させる形状となっている。

偏心軸２９には、偏心軸面板部３３が取り付けられており、偏心軸２９の運動に連動して偏心軸面板部３３の中心３３Ａを中心にＹ２方向に回動が可能となっている。偏心軸面板部３３には、リリービングロッド３０の端部がピン３２により、中心３３Ａとピン３２の中心とは偏心するように取り付けられている。リリービングロッド３０の他端部は、カッタヘッド１０の図中左側端部にピン３１を介してカッタヘッド１０が図４，５中左右方向へ動作可能に取り付けられている。

また、偏心軸面板部３３には、中心３３Ａを中心に回動可能にカムレバー２８が取り付けられている。カムレバー２８には、カムフォロワー２７が２個取り付けられている。２個のカムフォロワー２７は、カム２６を挟むようにして接触している。一方のカムフォロワー２７は、２枚のカムが重なった又は一体化した形状からなるカム２６の内、一方のカムの外周にのみ接し、他方のカムフォロワー２７は、他方のカムの外周にのみ接している。

カム２６が回転すると、カム２６の中心からカムフォロワー２７までの距離が変動することにより、カムレバー２８が中心３３Ａを中心にＹ２方向に回動する。カムレバー２８の回動に連動し、偏心軸２９及び偏心軸面板部３３が中心３３Ａを中心にＹ２方向に回動する。
以上が本発明の第１の実施例に係る工作機械の構造である。

次に、本発明の第１の実施例に係る工作機械の動作について説明する。
主軸駆動用モータ４１、主軸往復運動用モータ３５及びカム軸駆動用モータ３６は、制御装置４０により数値制御される。ワーク５０の加工形状に合わせ、制御装置４０から任意の同期指令が主軸駆動用モータ４１、主軸往復運動用モータ３５及びカム軸駆動用モータ３６に与えられ、高速・高精度で同期制御を行う。

主軸往復運動用モータ３５を一方向に回転させると、主軸往復運動用モータ３５に連結したクランク軸１９が一方向に回転する。クランク軸１９の回転に伴い、クランク面板部２０及びスライド部１７がクランク軸１９の中心として回転することで、クランクアーム１５が上下往復運動を行う。このクランクアーム１５の上下運動に連動してカッタ１３がＹ１方向に上下往復運動を行う。

カッタ１３の上下往復運動の長さは、クランク軸１９の中心とピン１８の中心との偏心量により決定される。主軸１２の上下往復運動の長さを変更する場合は、ボールネジ２２を調節することでスライド部１７が移動し、クランク軸１９の中心とピン１８の中心との偏心量を調節することで、上下往復運動の長さを変更することができる。

制御装置４０からのワーク５０の加工形状に応じた所定の同期指令により、カム軸駆動用モータ３６は、主軸往復運動用モータ３５の回転と同期しながら任意の方向へ回転することで、カム軸２５の回転角度を任意の角度まで回転させる。カム軸駆動用モータ３６の回転により、カム軸駆動用モータ３６に連結したカム軸２５が回転する。カム軸２５の回転に連動してカムレバー２８及び偏心軸面板部３３が中心３３Ａを中心にＹ２方向に回動する。

偏心軸面板部３３の回動運動に連動してリリービングロッド３０がＹ３方向に往復運動を行う。リリービングロッド３０の往復運動に連動してカッタヘッド１０が図４，５中左右方向に動作する。カッタヘッド１０の図４，５中左右方向の動作に連動して、カッタ１３がワーク５０に対して前進又は後進することが可能となっている。このように、本実施形態に係る工作機械は、制御装置４０により任意に動作させることが可能となっている。
以上が本発明の第１の実施例に係る工作機械の動作である。

次に、本発明の第１の実施例に係る工作機械におけるワーク加工時の制御方法について説明する。
図６は、本発明の第１の実施例に係る工作機械のワーク加工時の制御方法を示した模式図である。
図６に示すように、制御装置４０により、カッタ１３は、加工工程において［Ａ］→［Ｂ］→［Ｃ］の順に移動し、戻り工程において［Ｃ］→［Ｄ］→［Ｅ］→［Ｆ］→［Ａ］の順に移動するように制御される。

加工工程において、カッタ１３は、図６中に［Ａ］で示す位置においてワーク５０の加工を開始する。図６中に［Ｂ］で示す位置は、ワーク５０の加工中のカッタ１３を示している。そして、カッタ１３は、図６中に［Ｃ］で示す位置においてワーク５０の加工を終了する。

戻り工程において、カッタ１３は、図６中に［Ｃ］で示す位置においてリリービングＲを開始する。すなわち、カッタ１３は、ワーク５０の加工を終了するのと同時にリリービングＲを開始する。

そして、本実施例においては、リリービング干渉発生部Ｉ（図１０参照）は、加工時のカッタ１３の回転方向Ｃ２とワーク５０の回転方向Ｃ１に応じ、図１０中のカッタ１３とワーク５０の上半分の極狭い範囲でリリービング干渉が発生し、下半分では発生しないという現象の特異性を利用することにより、カッタ１３の回転方向Ｃ２における回転量を制御、すなわち、カッタ１３がワーク５０から回転方向Ｃ２において離間するよう制御（以下、オフセット制御という）することにより、リリービング干渉を回避するようにしている。

ここで、本発明の第１の実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法について説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法を示した模式図である。
図１に示すように、制御装置４０は、リリービングＲに同期してカッタ１３の通常の回転運動に、図１中に示すカッタ１３の回転方向のリリービングＲｒを重畳するオフセット制御を行うことにより、等価的に目標とするリリービングＲｔを実現している。

すなわち、本実施例に係る工作機械のような制御装置４０によりカッタ１３の回転角度を数値制御できる工作機械において、カッタ１３の回転方向Ｃ２における通常の回転運動時の位置に、回転方向のリリービングＲｒ分の回転量を重畳するオフセット制御を行うことにより、リリービング干渉部分Ｉにおけるカッタ１３の切れ刃１３ａの目標とするリリービングＲｔの方向を所望の方向へ向けることができる。

例えば、ワーク諸元が、モジュールが１０、圧力角が２５゜、歯数が内歯４６、歯のねじれ方向がスパー（すぐば）、切り込み深さが１７．８ｍｍであり、カッタ諸元が、刃数が１５、外径が１６９．２ｍｍであり、加工条件が、円周送りが０．２７８ｍｍ／ストローク、ラジアル送りが０．０１５ｍｍ／ストロークである場合、図１中において例示するリリービング干渉部分Ｉにおけるリリービング干渉を回避するためには、ワーク５０からカッタ１３を回転方向Ｃ２に０．３ｍｍ離間（ただし、カッタ１３のそれぞれ切れ刃１３ａにおけるの刃先と刃元の中間部を結んだ円周（ＰＣＤ）上の周長。

なお、回転角度に換算すると０．２３゜となる。）させるオフセット制御を行うようにする。なお、ストロークとは、カッタ１３の１往復運動のことで、図６において上死点→［Ａ］→［Ｂ］→［Ｃ］→下死点→［Ｄ］→［Ｅ］→［Ｆ］→上死点とひとめぐりする行程を表す。

なお、図１中においては、理解のためリリービング干渉部分Ｉについて端的に例示しているが、実際には加工時のカッタ１３の回転方向Ｃ２とワーク５０の回転方向Ｃ１に応じ、図１中のカッタ１３とワーク５０の上半分の極狭い範囲の複数箇所でリリービング干渉が発生するため、発生箇所に応じてオフセット制御により重畳する回転量は異なる値となり得る。

図２は、本発明の第１の実施例に係るリリービング時のカッタの制御方法を示した模式図である。
図２に示すように、本実施例に係る工作機械においては、固定の長さのリリービングＲであっても、オフセット制御におけるカッタ１３の回転方向のリリービングＲｒの量を調整することにより、目標とするリリービングＲｔの方向を制御することができる。

すなわち、オフセット制御におけるカッタ１３の回転方向のリリービングＲｒを、回転方向のリリービングＲｒ’とすることにより、固定の長さのリリービングＲであっても、目標とするリリービングＲｔ’となるように制御することができる。
以上が本発明の第１の実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法である。

図６に示すように、制御装置４０は、図６中に［Ｄ］で示す位置においてリリービングＲを終了する。制御装置４０は、図６中に［Ｃ］〜［Ｄ］で示す位置においてカッタ１３の回転方向のリリービングＲｒ制御する。図６中に［Ｅ］で示す位置は、戻り中のカッタ１３を示している。なお、図６においては、理解のためにリリービングの量を誇張して示している。

カッタ１３は、図６中に［Ｆ］で示す位置においてワーク５０に接近（すなわち、リリービングの逆）させる。制御装置４０は、図６中に［Ｆ］〜［Ａ］で示す位置においてオフセット制御を解除し、カッタ１３の回転方向Ｃ２の位置を通常の回転運動時の位置に戻す。そして、カッタ１３は、図６中に［Ａ］で示す位置においてワーク５０の加工を開始する。
以上が本発明の第１の実施例に係る工作機械におけるワーク加工時の制御方法である。

したがって、従来の歯車形削り盤では、図１０中Ｙ方向にカッタ１３とワーク５０とをオフセットすることにより目標とするリリービングＲｔを制御せざるを得なかったが、本実施例に係る工作機械によれば、カッタ１３の回転角度の制御だけでリリービング干渉部分Ｉのカッタ１３の切れ刃１３ａの目標とするリリービングＲｔを制御することができる。

これにより、従来必要であった図１０中Ｙ方向にカッタ１３とワーク５０とをオフセットする機構を設置する必要がないため、機械構成を簡略化することができ、コストを抑制することができる。
また、制御装置４０のプログラムの変更のみで、本実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法を実施することができるため、コストを抑制することができる。

以下、本発明に係る工作機械の第２の実施例におけるリリービング時の制御方法について説明する。なお、本実施例に係る工作機械の構成は第１の実施例と同様の構成である。
図３は、本発明の第２の実施例に係るリリービング時のカッタの制御方法を示した模式図である。
図３に示すように、本実施例に係る工作機械のようなカッタ１３の回転角度とリリービング方向Ｒｄのリリービング量を数値制御できる工作機械においては、リリービング方向ＲｄのリリービングＲの量と、オフセット制御におけるカッタ１３の回転方向のリリービングＲｒの量を調整することにより、目標とするリリービングＲｔの方向及び大きさ（すなわち、ベクトル）を制御することができる。

すなわち、リリービング方向ＲｄのリリービングＲをリリービングＲ’とし、オフセット制御におけるカッタ１３の回転方向のリリービングＲｒを回転方向のリリービングＲｒ’とすることにより、目標とするリリービングＲｔ”となるように制御することができる。したがって、目標とするリリービングＲｔ”の最適なベクトルを得ることができる。
以上が本発明に係る工作機械の第２の実施例におけるリリービング時の制御方法である。

以上説明したように、本発明に係る工作機械の制御方法は、加工対象物であるワーク５０と、このワーク５０を加工するカッタ１３とを共に回転させながら、カッタ１３を上下方向に動作させてワーク５０を加工する加工工程と、この加工工程終了後にカッタ１３を再度加工開始位置まで戻す戻り工程とを繰り返すことによりワーク５０を加工する工作機械において、加工工程の終了時に、カッタ１３がワーク５０から回転方向において離間するようオフセット制御を行うことにより、カッタ１３の回転角度の制御だけでリリービング干渉部分Ｉのカッタ１３の切れ刃１３ａの目標とするリリービングＲｔを制御することができる。

これにより、従来必要であった図１０中Ｙ方向にカッタ１３とワーク５０とをオフセットする機構を設置する必要がないため、機械構成を簡略化することができ、コストを抑制することができる。
また、制御装置４０のプログラムの変更のみで、本実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法を実施することができるため、コストを抑制することができる。

また、加工工程の終了時にワーク５０からカッタ１３を離間するリリービングＲを行い、このリリービングＲと共に、オフセット制御によりカッタ１３がワーク５０から回転方向において離間する量を調整することにより、固定の長さのリリービングＲであっても、目標とするリリービングＲｔ’となるように制御することができる。

また、加工工程の終了時にワーク５０からカッタ１３を離間するリリービングＲ’を行い、このリリービングＲ’の量を調整すると共に、オフセット制御によりカッタ１３がワーク５０から回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングＲｔ”の最適な方向及び大きさを得ることができる。

また、本発明に係る工作機械は、加工対象物であるワーク５０を回転させるワーク回転手段と、ワーク５０を加工するカッタ１３を回転させるカッタ回転手段と、カッタ１３を上下方向に動作させるカッタ上下動作手段と、カッタ１３をワーク５０から離間させるリリービング手段と、ワーク回転手段、カッタ回転手段、カッタ上下動作手段及びリリービング手段を制御する制御装置４０とを備える工作機械において、制御装置４０は、ワーク５０と、このワーク５０を加工するカッタ１３とを共に回転させながら、カッタ１３を上下方向に動作させてワーク５０を加工する加工工程と、この加工工程終了後にカッタ１３を再度加工開始位置まで戻す戻り工程とを繰り返すことによりワーク５０を加工するよう制御し、加工工程の終了時に、カッタ１３がワーク５０から回転方向において離間するようオフセット制御を行うことにより、カッタ１３の回転角度の制御だけでリリービング干渉部分Ｉのカッタ１３の切れ刃１３ａの目標とするリリービングＲｔを制御することができる。

これにより、従来必要であった図１０中Ｙ方向にカッタ１３とワーク５０とをオフセットする機構を設置する必要がないため、機械構成を簡略化することができ、コストを抑制することができる。
また、制御装置４０のプログラムの変更のみで、本実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法を実施することができるため、コストを抑制することができる。

また、制御装置４０は、加工工程の終了時にワーク５０からカッタ１３を離間するリリービングＲを行うよう制御し、このリリービングＲと共に、オフセット制御によりカッタ１３がワーク５０から回転方向において離間する量を調整することにより、固定の長さのリリービングＲであっても、目標とするリリービングＲｔ’となるように制御することができる。

また、制御装置４０は、加工工程の終了時にワーク５０からカッタ１３を離間するリリービングＲ’を行うよう制御し、このリリービングＲ’の量を調整すると共に、オフセット制御によりカッタ１３がワーク５０から回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングＲｔ”の最適な方向及び大きさを得ることができる。

したがって、本発明によれば、カッタ１３とワーク５０とをオフセットさせる機構を用いることなく、リリービング干渉を回避することができる工作機械の制御方法及び工作機械を提供することができる。

本発明は、工作機械の制御方法及び工作機械、特に、ワークを内歯歯車に加工する工作機械の制御方法及び工作機械において利用することが可能である。

本発明の第１の実施例に係る工作機械におけるリリービング干渉を回避する方法を示した模式図である。 本発明の第１の実施例に係るリリービング時のカッタの制御方法を示した模式図である。 本発明の第２の実施例に係るリリービング時のカッタの制御方法を示した模式図である。 本発明の第１の実施例に係る工作機械の要部の模式図である。 本発明の第１の実施例に係る工作機械の要部の断面図である。 本発明の第１の実施例に係る工作機械のワーク加工時の制御方法を示した模式図である。 従来の歯車形削り盤におけるワーク加工時の様子を示した模式図である。 リリービング時のカッタのリリービング方向を示した模式図である。 カッタにより内歯歯車が形成される様子を示した模式図である。 リリービング干渉の様子を示した模式図である。 従来のリリービング方向Ｒｄを目標とするリリービングＲｔの方向に向きを変える方法を示した模式図である。

符号の説明

１０ カッタヘッド
１１ 支点
１２ 主軸
１３ カッタ
１４ ギヤ
１５ クランクアーム
１６ 球面軸受
１７ スライド部
１８ ピン
１９ クランク軸
２０ クランク面板部
２２ ボールネジ
２３，２４ ギヤ
２５ カム軸
２６ カム
２７ カムフォロワー
２８ カムレバー
２９ 偏心軸
３０ リリービングロッド
３１，３２ ピン
３３ 偏心軸面板部
３５ 主軸往復運動用モータ
３６ カム軸駆動用モータ
３７，３８ ギヤ
４０ 制御装置
４１ 主軸駆動用モータ
４２ ギヤ
５０ ワーク

Claims (6)

1. 加工対象物であるワークと、該ワークを加工するカッタとを共に回転させながら、前記カッタを該カッタの回転軸に平行な方向に動作させて前記ワークを加工する加工工程と、該加工工程終了後に前記カッタを再度加工開始位置まで戻す戻り工程とを繰り返すことにより前記ワークを加工する工作機械において、
   前記加工工程の終了時に、前記ワークから前記カッタを離間するリリービングを行い、該リリービングを行う際に、前記カッタが前記ワークから回転方向において離間するようオフセット制御を行う
   ことを特徴とする工作機械の制御方法。
2. 前記リリービングと共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の制御方法。
3. 前記リリービングの量を調整すると共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向と大きさを制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作機械の制御方法。
4. 加工対象物であるワークを回転させるワーク回転手段と、
   前記ワークを加工するカッタを回転させるカッタ回転手段と、
   前記カッタを該カッタの回転軸に平行な方向に動作させるカッタ往復動作手段と、
   前記カッタを前記ワークから離間させるリリービング手段と、
   前記ワーク回転手段、前記カッタ回転手段、前記カッタ往復動作手段及び前記リリービング手段を制御する制御手段と
   を備える工作機械において、
   前記制御手段は、
   ワークと、該ワークを加工するカッタとを共に回転させながら、前記カッタを該カッタの回転軸に平行な方向に動作させて前記ワークを加工する加工工程と、該加工工程終了後に前記カッタを再度加工開始位置まで戻す戻り工程とを繰り返すことにより前記ワークを加工するよう制御し、
   前記加工工程の終了時に、前記ワークから前記カッタを離間するリリービングを行うよう制御し、該リリービングの際に、前記カッタが前記ワークから回転方向において離間するようオフセット制御を行う
   ことを特徴とする工作機械。
5. 前記制御手段は、
   前記リリービングと共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向を制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。
6. 前記制御手段は、
   前記リリービングの量を調整すると共に、前記オフセット制御により前記カッタが前記ワークから回転方向において離間する量を調整することにより、目標とするリリービングの方向と大きさを制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の工作機械。

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